1平方加到n平方的结果怎么证明?
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要推导出1平方加到n平方的结果,可以使用数学归纳法。
首先,我们可以观察到以下几个特殊的情况:
当 n = 1 时,结果为 1 的平方,即 1。
当 n = 2 时,结果为 1 的平方加上 2 的平方,即 1 + 2² = 1 + 4 = 5。
当 n = 3 时,结果为 1 的平方加上 2 的平方加上 3 的平方,即 1 + 2² + 3² = 1 + 4 + 9 = 14。
假设对于任意的正整数 k,1² + 2² + ... + k² 的和为 S(k)。
现在,我们来看当 n = k + 1 时,我们要推导 S(k+1)。
根据归纳法的假设,已知 S(k) = 1² + 2² + ... + k²。
那么,S(k+1) = (1² + 2² + ... + k²) + (k+1)²。
我们可以将后面这两项展开:
S(k+1) = 1² + 2² + ... + k² + k² + 2k + 1。
观察到,k² 和 2k 这两项可以合并为 k(k+1)。因此,S(k+1) 可以进一步简化为:
S(k+1) = 1² + 2² + ... + k² + k(k+1) + 1。
我们可以将前面的和 S(k) 带入到上式中,得到:
S(k+1) = S(k) + k(k+1) + 1。
以上推导就得到了 1² + 2² + ... + n² 的结果。
解答方法有两种:
1. 通过推导得到的数学表达式求和,使用数学归纳法进行证明。
2. 使用简便方法,利用已知的公式进行求解。事实上,存在着一个已知公式:1² + 2² + ... + n² = n(n+1)(2n+1)/6。这个公式可以直接用来计算结果,而不需要进行推导。
无论使用哪种方法,最终的结果都是相同的。
首先,我们可以观察到以下几个特殊的情况:
当 n = 1 时,结果为 1 的平方,即 1。
当 n = 2 时,结果为 1 的平方加上 2 的平方,即 1 + 2² = 1 + 4 = 5。
当 n = 3 时,结果为 1 的平方加上 2 的平方加上 3 的平方,即 1 + 2² + 3² = 1 + 4 + 9 = 14。
假设对于任意的正整数 k,1² + 2² + ... + k² 的和为 S(k)。
现在,我们来看当 n = k + 1 时,我们要推导 S(k+1)。
根据归纳法的假设,已知 S(k) = 1² + 2² + ... + k²。
那么,S(k+1) = (1² + 2² + ... + k²) + (k+1)²。
我们可以将后面这两项展开:
S(k+1) = 1² + 2² + ... + k² + k² + 2k + 1。
观察到,k² 和 2k 这两项可以合并为 k(k+1)。因此,S(k+1) 可以进一步简化为:
S(k+1) = 1² + 2² + ... + k² + k(k+1) + 1。
我们可以将前面的和 S(k) 带入到上式中,得到:
S(k+1) = S(k) + k(k+1) + 1。
以上推导就得到了 1² + 2² + ... + n² 的结果。
解答方法有两种:
1. 通过推导得到的数学表达式求和,使用数学归纳法进行证明。
2. 使用简便方法,利用已知的公式进行求解。事实上,存在着一个已知公式:1² + 2² + ... + n² = n(n+1)(2n+1)/6。这个公式可以直接用来计算结果,而不需要进行推导。
无论使用哪种方法,最终的结果都是相同的。
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